专利名称：一种带电火花的磨削加工方法
技术领域：
本发明涉及一种磨削加工方法，具体地说是涉及一种装置于磨床上带 电火花的磨削加工方法。
背景技术：
磨削加工是利用设置在磨床上的磨具对工件表面进行摩擦加工的一种 方法，大多数的磨削加工使用的是高速旋转的砂轮对工件进行磨削，少数 的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加 工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨削加工能加工硬度较高的材料， 如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石，也能作高 精度、表面粗糙度很小的磨削和高效率的磨削，如强力磨削等。普通磨削 加工由于局限于砂轮的硬度，难于或不能加工硬度很高的材料，如机床用 的切削刀具、金刚石砂轮等。其加工技术的开发仍是当今世界的一个研究 课题。目前超硬刀具的加工方法主要有机械磨削、超声加工等。机械磨削 是最为常用的加工方法，这种方法必须是高刚度的磨床，加工效率低、砂 轮损耗大；超声加工主要用于超硬刀具的抛光，其粗、中抛光效率低，金 刚石研磨粉消耗量大。但随着科学技术的发展，在机械加工领域，高硬度，形状复杂的零件 愈来愈多，就需要成型的金刚石砂轮来进行加工，由于金刚石砂轮硬度高， 难以被加工，现有的一般加工方式为通过两个金刚石砂轮互磨形成机械磨 损来实现形状的成型，缺点是效率低，砂轮磨损快，整动大，砂轮表面的 粗糙度不易控制。发明内容本发明的目的是为了解决现有技术中，磨床在在加工加工高硬度材料 如金刚石砂轮成型存在的效率低、砂轮磨损快、振动大、砂轮表面的粗糙 度不易控制、安全性低等缺点。本发明的目的是这通过如下的技术方案实 现的一种带电火花的磨削加工方法，包括相对磨擦接触的能导电的被加工 金属金刚石砂轮和能导电的金属金刚石砂轮，其改进在于被加工金属金 刚石砂轮和金属金刚石砂轮分别与同一个直流电源的正负极分别连接，金 属金刚石砂轮(5)接电源正极，被加工金属金刚石砂轮(4)接电源负极。 在金属金刚石砂轮对被加工金属金刚石砂轮进行磨擦加工时，直流电源导 通，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产生电火花。由于电火 花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性(即通道能量转换的热能来不 及传至电极纵深)，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电 极局部被腐蚀，利用火花放电时产生的腐蚀现象对高强度材料的加工。同 时，金属金刚石砂轮对被加工金属金刚石砂轮进行磨削，双重外力作用下， 提高了高硬度材料的加工效率。由于被加工金属金刚石砂轮和金属金刚石砂轮在工作时都处于旋转 状态，导线难以与其联接，因此在固定被加工金属金刚石砂轮和金属金刚 石砂轮的转轴旁还设置了电接器，通过电接器将电传导到金属金刚石砂轮 和金属金刚石砂轮。电接器的结构为电接器由胶木、石墨碳刷和石墨碳刷套组成；石墨碳刷套一端沿轴向 方向开有与石墨碳刷大小相适应的孔，孔的底壁内设有弹簧，石墨碳刷的 一端位于此孔内，端面与弹簧相接触。设于砂轮附近的电接器的石墨碳刷 一端端面与砂轮相摩擦接触，设于被被加工金属金刚石砂轮附近与被被加 工金属金刚石砂轮表面导电摩擦导电接触，石墨碳刷套位于胶木上。弹簧 的目的是使碳刷伸縮自如，既能保证其与砂轮的良好接触，又能减少摩擦 力，避免对砂轮的刚性损坏。再另设一台直流供电电源，直流供电电源的 两极分别与两电接器的接电端相接，打开直流电源的电源开关，电接器即 可通电，再通过石墨碳刷将接入的直流电采用导电摩擦接触输送到被加工 金属金刚石砂轮和被加工金属金刚石砂轮，电的正负极相接触后，其间介 质被击穿后，即产生电火花。为防止机床导电，在金属金刚石砂轮与机床转轴之间、被加工金属金 刚石砂轮与转轴之间还设有绝缘胶木。本发明具有如下优点1、 将电火花加工方式引入了磨削加工中，充分结合了电火花加工方式和磨床和磨削加工的优点，利用了电火花的腐蚀性，解决 了磨床在加工高硬度材料如金刚石砂轮存在的不易加工，振动 大，磨损快的难题。2、 所引入的为36V以下的安全直流电，结构简单、操作方便、安 全可靠、噪音小、环保性好。
图1为加工示意图。 图2电接器结构图。图中l是磨床机架；2是被加工金属金刚石砂轮转轴；3是金属金刚石砂轮转轴；4是被加工金属金刚石砂轮；5是金属金刚石砂轮；；6是整流 器；7是胶木；8是石墨碳刷；9是石墨碳刷套；10是投影屏；11是绝缘胶 木；12是弹簧具体实施方式
下面结合具体实施方式
，对本发明作进一步详细的说明。 实施例一按如下方法安装被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5到磨床上采用能够相对磨擦接触并且能够导电的被加工金属金刚石砂轮4和能 导电的金属金刚石砂轮5，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5 通过孔轴配合分别固定在转轴2和砂轮转轴上3上，被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5分别通过电接器与同一个直流电源的正负极分别 连接，金属金刚石砂轮5接电源正极，被加工金属金刚石砂轮4接电源负 极，如图1图2所示，制作如下结构的电接器并将电接器固定在磨床上电接器由胶木7、石墨碳刷8和石墨碳刷套9组成；石墨碳刷套9一端 沿轴向方向开有与石墨碳刷8大小相适应的孔，孔的底壁，另一端端面分 别与被被加工金属金刚石砂轮4或金属金刚石砂轮5的表面导电摩擦接触， 内设有弹簧12，石墨碳刷8的一端位于此孔内，端面与弹簧12相接触。弹 簧的目的是使碳刷伸縮自如，既能保证其与金属金刚石砂轮5的良好接触， 又能减少摩擦力，避免对金属金刚石砂轮5的刚性损坏。石墨碳刷套9位 于胶木7上。打开直流电源的电源开关，电接器即可通电，再通过石墨碳 刷8将接入的直流电采用导电摩擦接触分别传送到被被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产 生电火花。由于电火花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性即通道能 量转换的热能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能 量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料 对高强度材料的火花磨削加工。直流电源可由一个整流器通过输入的交流电转换为所需的直流电，调 节直流电源使得加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流 电源所获得的电压差为5V。在金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4进行磨擦加工时，直 流电源导通，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5的接触部位产 生电火花，增加金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4的磨擦加工 效率。实施例二按如下方法安装被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5到磨床上采用能够相对磨擦接触并且能够导电的被加工金属金刚石砂轮4和能 导电的金属金刚石砂轮5，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5 通过孔轴配合分别固定在转轴2和砂轮转轴上3上，被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5分别通过电接器与同一个直流电源的正负极分别 连接，金属金刚石砂轮5接电源正极，被加工金属金刚石砂轮4接电源负 极，如图1图2所示，制作如下结构的电接器并将电接器固定在磨床上 电接器由胶木7、石墨碳刷8和石墨碳刷套9组成；石墨碳刷套9一端沿轴向方向开有与石墨碳刷8大小相适应的孔，孔的底壁，另一端端面分 别与被被加工金属金刚石砂轮4或金属金刚石砂轮5的表面导电摩擦接触， 内设有弹簧12，石墨碳刷8的一端位于此孔内，端面与弹簧12相接触。弹 簧的目的是使碳刷伸縮自如，既能保证其与金属金刚石砂轮5的良好接触， 又能减少摩擦力，避免对金属金刚石砂轮5的刚性损坏。石墨碳刷套9位 于胶木7上。打开直流电源的电源开关，电接器即可通电，再通过石墨碳 刷8将接入的直流电采用导电摩擦接触分别传送到被被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产 生电火花。由于电火花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性即通道能 量转换的热能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能 量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料 对高强度材料的火花磨削加工。直流电源可由一个整流器通过输入的交流电转换为所需的直流电，调 节直流电源使得加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流 电源所获得的电压差为25V。在金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4进行磨擦加工时，直 流电源导通，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5的接触部位产 生电火花，增加金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4的磨擦加工 效率。为达到机床绝缘的目的，转轴2与被加工金属金刚石砂轮4之间、砂 轮转轴3与金属金刚石砂轮5之间还镶套有筒形的绝缘胶木。实施例三按如下方法安装被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5到磨床上采用能够相对磨擦接触并且能够导电的被加工金属金刚石砂轮4和能 导电的金属金刚石砂轮5，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5 通过孔轴配合分别固定在转轴2和砂轮转轴上3上，被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5分别通过电接器与同一个直流电源的正负极分别 连接，金属金刚石砂轮5接电源正极，被加工金属金刚石砂轮4接电源负 极，如图1图2所示，制作如下结构的电接器并将电接器固定在磨床上 电接器由胶木7、石墨碳刷8和石墨碳刷套9组成；石墨碳刷套9一端 沿轴向方向开有与石墨碳刷8大小相适应的孔，孔的底壁，另一端端面分 别与被被加工金属金刚石砂轮4或金属金刚石砂轮5的表面导电摩擦接触， 内设有弹簧12，石墨碳刷8的一端位于此孔内，端面与弹簧12相接触。弹 簧的目的是使碳刷伸縮自如，既能保证其与金属金刚石砂轮5的良好接触， 又能减少摩擦力，避免对金属金刚石砂轮5的刚性损坏。石墨碳刷套9位 于胶木7上。打开直流电源的电源开关，电接器即可通电，再通过石墨碳 刷8将接入的直流电采用导电摩擦接触分别传送到被被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产 生电火花。由于电火花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性即通道能 量转换的热能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能 量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料 对高强度材料的火花磨削加工。直流电源可由一个整流器通过输入的交流电转换为所需的直流电，调 节直流电源使得加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流 电源所获得的电压差为12V。在金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4进行磨擦加工时，直 流电源导通，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5的接触部位产 生电火花，增加金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4的磨擦加工效率o为达到加工可视的目的，在磨床上还设有投影屏10，工作时，被加工 金属金刚石砂轮4正好能投影到投影屏10上，方便工人操作和往复加工。实施例四按如下方法安装被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5到磨床上采用能够相对磨擦接触并且能够导电的被加工金属金刚石砂轮4和能 导电的金属金刚石砂轮5，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5 通过孔轴配合分别固定在转轴2和砂轮转轴上3上，被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5分别通过电接器与同一个直流电源的正负极分别 连接，金属金刚石砂轮5接电源正极，被加工金属金刚石砂轮4接电源负极，如图1图2所示，制作如下结构的电接器并将电接器固定在磨床上电接器由胶木7、石墨碳刷8和石墨碳刷套9组成；石墨碳刷套9一端 沿轴向方向开有与石墨碳刷8大小相适应的孔，孔的底壁，另一端端面分 别与被被加工金属金刚石砂轮4或金属金刚石砂轮5的表面导电摩擦接触， 内设有弹簧12,石墨碳刷8的一端位于此孔内，端面与弹簧12相接触。弹 簧的目的是使碳刷伸縮自如，既能保证其与金属金刚石砂轮5的良好接触， 又能减少摩擦力，避免对金属金刚石砂轮5的刚性损坏。石墨碳刷套9位 于胶木7上。打开直流电源的电源开关，电接器即可通电，再通过石墨碳 刷8将接入的直流电采用导电摩擦接触分别传送到被被加工金属金刚石砂 轮4和金属金刚石砂轮5，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产 生电火花。由于电火花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性即通道能 量转换的热能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能 量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料 对高强度材料的火花磨削加工。直流电源可由一个整流器通过输入的交流电转换为所需的直流电，调 节直流电源使得加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流 电源所获得的电压差为5V。在金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4进行磨擦加工时，直 流电源导通，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5的接触部位产 生电火花，增加金属金刚石砂轮5对被加工金属金刚石砂轮4的磨擦加工 效率。由于磨削加工效率随电源电压的升高而提高、表面粗糙度随电源电 压的降低而提高，故将加工分为第一阶段和第二阶段进行,第一阶段设置较 高的电压以提高生产加工效率，第二阶段设置较低的电压以被加工金属金 刚石砂轮表面粗糙度。a)第一阶段被定义为粗加工阶段，被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚 石砂轮5两端通过直流电源所获得的电压差为15V，所使用的砂轮粒度为 80#;打开直流电源的电源开关，电接器即可通电，再通过石墨碳刷8将接 入的直流电采用导电摩擦接触分别传送到被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5，电的正负极相接触后，其间介质被击穿后，即产生电火花。 山于电火花是一种自激放电，火花放电的"冷极"特性即通道能量转换的热 能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用， 可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料对高强度材 料的火花磨削加工。b)第二阶段被定义为精加工阶段，与第一阶段的加工方法相同，不同之处在于被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流电源所 获得的电压差为2V，砂轮粒度为200#为达到加工可视的目的，在磨床上还设有投影屏10，工作时，被被加 工金属金刚石金属金刚石砂轮5正好能投影到投影屏10上，方便工人操作和往复加工。实施例五实施例五与实施例四相同，不同之处在于第一阶段被加工金属金刚石砂轮 4和金属金刚石砂轮5两端通过直流电源所获得的电压差为20V，砂轮粒 度为100#，第二阶段被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通 过直流电源所获得的电压差为5V，砂轮粒度为220#实施例六实施例五与实施例四相同，不同之处在于第一阶段被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通过直流电源所获得的电压差为25V，砂轮粒 度为200#，第二阶段被加工金属金刚石砂轮4和金属金刚石砂轮5两端通 过直流电源所获得的电压差为8V，砂轮粒度为240#。
权利要求
1、一种带电火花的磨削加工方法，包括相对磨擦接触的能导电的被加工金属金刚石砂轮(4)和能导电的金属金刚石砂轮(5)，其特征在于被加工金属金刚石砂轮(4)和金属金刚石砂轮(5)分别与同一个直流电源的正负极连接，金属金刚石砂轮(5)接电源正极，被加工金属金刚石砂轮(4)接电源负极，在金属金刚石砂轮(5)对被加工金属金刚石砂轮(4)进行磨擦加工时，直流电源导通，被加工金属金刚石砂轮(4)和金属金刚石砂轮(5)的接触部位产生电火花，增加金属金刚石砂轮(5)对加被加工金属金刚石砂轮(4)的磨削加工效率。
2、 根据权利要求1所述的一种带电火花的磨削加工方法，其特征在于 所述被加工金属金刚石砂轮(4)和金属金刚石砂轮(5)两端通过直流 电源所获得的电压差为2-25V。
3、 根据权利要求1或2所述的一种带电火花的磨擦加工方法，其特征 在于所述被加工金属金刚石砂轮(4)金属金刚石砂轮(5)两端通过直 流电源所获得的电压差为15-25V。
4、 根据权利要求1或2或3所述的一种带电火花的磨削加工方法，其 特征在于所述被加工金属金刚石砂轮(4)金属金刚石砂轮(5)两端通 过直流电源所获得的电压差为2-8V。
5、 根据权利要求1所述的一种带电火花的磨削加工方法，其特征在于 所述的加工方法分为第一阶段和第二阶段进行，第一阶段被加工金属金 刚石砂轮(4)和金属金刚石砂轮(5)两端通过直流电源所获得的电压 差为15-25V，所使用的砂轮粒度为80#-200#;第二阶段被加工金属金刚 石砂轮(4)和金属金刚石砂轮(5)两端通过直流电源所获得的电压差 为2-8V，砂轮粒度为200#-240#。
全文摘要
本发明公开了一种带电火花的磨削加工方法，解决了普通磨削加工局限于砂轮的硬度，难于或不能加工硬度很高的材料，如机床用的切削刀具、金刚石砂轮等。该技术方案中将电火花加工方式引入磨床的磨削加工中，充分结合了电火花加工方式和磨床加工的优点，利用了电火花的腐蚀性，解决了磨床在加工高硬度材料如金刚石砂轮存在的不易加工，振动大，磨损快的难题，其结构简单、操作方便、安全可靠、噪音小、环保性，通用性强，易于替换。
文档编号B24B1/00GK101234476SQ20071004987
公开日2008年8月6日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者马家騄 申请人:马家騄